- 단단한 탄소소재도 바느질을 통해 종이접기처럼 자유롭게 성형 가능 - 탄소소재의 우수한 강도를 유지하면서 가공의 편리성 대폭 강화 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 구조용복합소재연구센터 이민욱 박사팀은 탄소섬유강화복합재(이하 탄소복합재)의 높은 강도를 유지하면서도, ‘종이접기’처럼 형태를 자유자재로 변형할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 탄소복합재는 강철보다 4배, 알루미늄보다 3배 이상 가벼우면서도 더 높은 강도를 지니고 있어 자동차와 항공 업계를 비롯한 여러 분야에서 널리 사용되고 있다. 하지만 우수한 물리적 특성에도 불구하고 가공 공정상의 어려움으로 인해 경제성이 걸림돌로 지적되어 왔다. 특히, 기존 기술로는 대형 구조물을 제작하려면 그보다 더 큰 성형 장비와 금형이 필요했기 때문에 탄소복합재를 저렴하게 제조하는 것은 거의 불가능하다고 여겨졌다. KIST 연구진은 일상에서 흔하게 접할 수 있는 바느질과 종이접기에 주목하였다. 탄소복합재를 금속실로 바느질한 후 전기를 흘려주면 발열을 하는데, 이 때 주위의 수지가 녹아 부드러워지면서 바느질 선을 따라 접을 수 있게 되었다. 온도를 낮추면 다시 수지가 굳어서 본래의 상태로 돌아가기 때문에 단단한 탄소복합재를 마치 종이접기처럼 간단하게 접었다 펼 수 있었다. KIST 이민욱 박사팀은 반복 실험을 통해 10번 이상 접었다 폈을 때도 알루미늄 보다 우수한 강도를 유지하는 것을 확인했다. 특히 일반적으로 사용하는 보조배터리 수준인 15W (15V, 1A)의 전력을 사용했을 때 약 1분 안에 170°C로 빠르게 가열되기 때문에 실제 현장에 적용하기 적합한 기술로 기대된다. KIST 이민욱 선임연구원은 “이번 연구는 간단한 바느질 기법을 통해 고강도의 탄소복합재를 원하는 형태로 성형할 수 있는 경제적인 방법을 제시했다는 데 의의가 있다. 특히, 항공기나 자동차 등 복잡한 형태를 갖는 대형구조용 복합소재를 제작하는데 이번 연구를 응용 할 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업 및 산업통상자원부(장관 성윤모) 산업소재핵심기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 「Composite Part B: Engineering」 (JCR 분야 상위 2.00%) 최신호에 게재되었다. *(논문명) Origami-inspired Reforming Method for Carbon？Fiber-Reinforced Thermoplastics via Simple Thermal Stitching - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김용탁 연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 유기현 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이민욱 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 탄소복합재 종이접기를 위한 셋업 (좌) 시편 사진, (우) 가열중인 열적외선 사진 [그림 2] 스스로 접히는 탄소복합재 사진

- 이리듐 촉매 비용 대폭 낮추는 이중 도금 기술 개발 - 수전해·전력생산 복합 재생연료전지 상용화 앞당겨 하나의 장치에 복합적인 기능을 담는 컨버전스(convergence) 제품이 대세다. 대표적인 스마트폰을 비롯해 글로벌 인기 가전으로 떠오른 드럼·통돌이 세탁기, 커피 얼음냉온 정수기, 공기 청정 기능을 더한 냉난방 장치 등 새로운 형태의 융합형 제품과 서비스가 빠르게 확대되고 있다. 신재생 에너지 분야에서는 최근, 물을 전기분해해 수소와 산소를 만드는 수전해와, 역반응인 전력생산 기능을 함께 갖춘 ‘일체형 재생 연료전지’가 주목받고 있다. 태양광·풍력 등에서 발생하는 유휴 전력을 친환경 수소로 저장했다가 필요할 때 재사용할 수 있기 때문이다. 하지만 산소 발생 및 환원 반응에 필요한 촉매의 높은 가격이 상용화의 걸림돌이 되어 왔다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 수소·연료전지연구단 박현서 박사팀이 서울대 공동 연구진과 함께 일체형 재생 연료전지의 촉매 제조에 필수적인 고가의 귀금속 이리듐의 함량을 최대 80% 이상 줄일 수 있는 이중도금 전극 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 연료전지의 수소 및 산소 발생 전극으로 사용했을 때도 안정적인 성능을 보여 수전해·전력생산 일체형 재생 연료전지의 현실화를 앞당기게 될 것으로 전망되고 있다. 촉매는 재생 연료전지의 느린 산화·환원 반응 속도를 높이는 역할을 한다. 이렇게 빨라지는 전기화학반응은 물의 전기분해와 수소 생산에 들어가는 전력소비를 낮추게 된다. 하지만 기존의 수전해 장치는 수소 생산 효율을 높이기 위해 상당량의 이리듐 사용(2mg/cm2 이상)이 불가피했다. 기존의 일반적인 전극 제조방식은 촉매 입자와 고분자 접착제(이오노머)를 균일하게 섞어 촉매 층에 스프레이로 분사하는 방법이다. 하지만, 스프레이 방식으로 제조된 경우 촉매가 뭉치고 접착제가 일부 촉매를 가려 촉매의 활성 면적이 감소한다. 이를 개선하기 위해 도금 방식의 연구가 활발해졌다. 도금 방식은 접착제가 없어도 촉매 간 결합, 촉매와 전극 간 결합이 양호하다. 또한, 전극에 아주 얇게 촉매가 코팅되는 동시에 친수성을 띠게 되어 적은 양의 촉매로도 높은 활성도를 얻을 수 있다. KIST 연구진은 더 높은 성능을 갖는 도금 전극을 만들기 위해 촉매 층 밑에 반원 형태로 제어된 촉매 지지체를 만들고 그 위에 수전해 촉매를 형성하는 이중도금 기술을 개발하는 데 성공했다. 이에 따라 촉매의 활성 표면적이 기존 단일도금 전극보다 2.5배 이상 증가하였으며, 촉매 담지량 당 전류밀도(A/mgIr)는 단일도금 전극의 2.1배, 스프레이 전극과 비교하면 56배가 향상된 성능을 나타냈다. 또한, 전 세계적으로 수전해 및 재생 연료전지 시스템의 상용화 기준점으로 불리는 귀금속 질량당 목표치 0.01 gIr/kW를 달성했다. KIST 박현서 박사는 “귀금속 함량이 낮으면서도 성능과 안정성이 우수한 이중도금 기술 전극이 일체형 재생 연료전지뿐만 아니라 산소 발생 반응을 포함하는 이산화탄소 환원 전지, 질소 환원 전지 등 여러 친환경 연료전지 분야에서도 폭넓게 응용될 수 있기를 기대한다”라고 연구 의의를 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업 및 수소에너지혁신기술개발사업으로 수행되었으며, 에너지 환경 분야 국제 저널인 ‘Applied Catalysis B-Environmental’ (IF: 14.229, JCR 분야 상위 0.962%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Low-loading IrO2 Supported on Pt for Catalysis of PEM Water Electrolysis and Regenerative Fuel Cells - (제 1저자) 한국과학기술연구원 임아연 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 박현서 책임연구원 - (교신저자) 서울대학교 화학생물공학부 성영은 <그림설명> [그림 1] (A, B) 기존 방법을 통해 형성된 평평한 물 산화촉매 (IrO2) (C, D) 본 연구를 통해 형성된 반원형태의 고효율 저담지 물 산화 촉매(IrO2/Pt) (E) 본 연구를 통해 형성된 반원형태의 물 산화 촉매의 성분 분석 (빨간색 껍질-IrO2/녹색 반원-Pt) [그림 2] 연속적 도금을 통한 전극 제조 및 기존 전극 제조 방식과의 비교 모식도 [그림 3] (a) 전극 제조 방식에 따른 수전해 성능 결과 비교 (b) 이중 도금 전극의 연료전지 성능 결과 (연료전지의 산소 전극 (ORR) 또는 수소 전극 (HOR)으로 사용했을 때, ORR (oxygen reduction reation):1/2O2 + 2H+ + 2e- → H2O), HOR(hydrogen oxidation reaction): H2 → 2H+ + 2e-))

- 비정상적 타우 단백질 응집을 초기 단계부터 관찰할 수 있는 동물 모델 개발 - 타우 표적 치매 치료제 개발 연구 가속화 및 새로운 치매 기전 규명 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 치매DTC융합연구단 김윤경, 임성수 박사 연구팀은 치매 유발 원인으로 알려진 타우 단백질의 응집을 초기 단계부터 관찰할 수 있는 동물모델을 개발했다고 밝혔다. 이 신규 플랫폼을 활용하면 치료제 개발연구를 가속화하고, 새로운 치매 기전을 규명할 수 있을 것으로 기대된다. 가장 흔한 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머성 치매는 뇌 속 베타-아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 응집되는 것이 주요 원인으로 여겨지고 있다. 잘 알려진 베타-아밀로이드의 응집은 뇌 기능이 손상되는데 길게는 십 년 이상이 걸리기도 하며 심지어 병변이 나타나지 않는 때도 있어, 최근 신경세포사멸에 직접적인 영향을 미치는 타우 단백질이 치매의 새로운 치료 표적으로 급부상하고 있다. 타우 단백질이 응집되기 시작하면, 단백질이 뭉친 형태인 올리고머 형태가 되는데, 이는 신경세포 독성을 일으키고 알츠하이머성 치매를 비롯한 다양한 퇴행성 뇌 질환을 전이시키는 매개체로써 작용한다. 이에 타우 올리고머를 표적으로 한 치매 치료제 개발이 화두에 오르고 있지만, 신경세포 내 과량으로 존재하는 정상 타우 단백질로부터 응집 초기에 소량으로 존재하는 타우 올리고머를 구분해낼 실험 방법이 부재한 상황이다. KIST 김윤경, 임성수 박사 연구팀은 세포에서 타우 올리고머의 형성을 관찰할 수 있는 플랫폼인 ‘타우-BiFC(Bimolecular Fluorescence Complementation) 플랫폼’을 확립하여 이를 동물모델로 확장한 ‘타우-BiFC 생쥐모델’을 개발하였다. 이 플랫폼은 신경세포 내에서 타우 단백질이 응집하여 올리고머가 형성되면 형광이 켜지는 시스템으로, 타우 응집 초기 올리고머 단계부터 정량적으로 관찰할 수 있다는 장점이 있다. KIST 연구진은 개발한 ‘타우-BiFC 생쥐’를 통해 단계별로 정량적인 모니터링이 가능했다. 생쥐가 어린 나이일 때 타우 올리고머가 생성되어도 세포 자체적으로 분해·제거하는 시스템이 가동되지만, 생쥐가 나이가 들수록 그 기능이 떨어져 타우의 응집이 가속되고 신경이 퇴화하는 특성을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. KIST 김윤경 박사는 “타우-BiFC 생쥐모델은 뇌에 쌓이는 타우 단백질의 초기 응집 단계인 올리고머부터 효과적으로 관찰할 수 있는 신규 플랫폼으로, 외국에서 개발된 생쥐모델에 의존하던 기존의 치매 연구를 탈피할 수 있을 것”이라고 말하며, “신경세포 독성 및 전이성을 보이는 타우 응집체의 형성을 파악하고 관찰하는 연구는 알츠하이머성 치매를 포함한 타우 병증의 치료제 개발에 있어 중요한 시작점이라 할 수 있다.”라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 미래선도형융합연구단사업과 뇌과학원천기술개발사업 등으로 수행되었으며, 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제 저널인 ‘Progress in Neurobiology’ (IF: 10.65, JCR 분야 상위 4.68%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Visualization of soluble tau oligomers in TauP301L-BiFC transgenic mice demonstrates the progression of tauopathy - (제 1저자) 한국과학기술연구원 신슬기 박사과정 (UST) - (교신저자) 한국과학기술연구원 임성수 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김윤경 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 타우-BiFC 생쥐모델의 뇌에서 노화에 따른 타우 응집 정도 모니터링

- 3차원 미세조직체 형성 플랫폼 기술을 이용한 차세대 세포치료제 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 생체재료연구단 김상헌 박사팀은 식품의약품안전처로부터 심혈관 질환중 하나인 ‘ 중증하지허혈(CLI, Critical Limb Ischemia) : 하지혈관의 협착, 폐색 또는 폐쇄로 인한 혈류의 감소로 점진적인 하지허혈이 발생하고 심한 허혈성 통증을 유발, 조직의 괴사 등을 일으키는 질병으로서 동맥경화성 말초동맥 질환의 가상 심한 임상양상 중 하나이며, 치료가 지연될 시 6개월 내 주요 사지를 절단하는 상황을 초래 할 수도 있다. 일반적인 관상동맥 질환과 마찬가지로 40세 이후 발병하기 시작하여 나이가 들수록 증가하며, 특히 당뇨병 환자에게서 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 현재 우리나라에서도 인구의 고령화와 위험인자 (당뇨, 흡연, 고지혈증, 고혈압 등)의 증가로 인해 향후 말초동맥질환의 환자군은 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다. 중증하지허혈(CLI, Critical Limb Ischemia)’ 세포치료제의 임상시험을 승인 받았다고 밝혔다. KIST 김상헌 박사는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 줄기세포사업의 일환으로 ‘3차원 세포 배양 및 그 응용 기술’을 개발하여 3차원 세포조직화기술을 이용한 피부성형재건, 말초동맥폐색질환 치료제의 원천 및 응용기술을, 세포치료제 산업화 기업인 ㈜에스바이오메딕스(대표이사 강세일)에 기술이전한 바 있다.(2016년 4월) 중증하지허혈은 허벅지·종아리·발 등 하지 부분에 혈액을 공급해주는 주요 혈관이 막혀 발병하는 말초동맥질환의 심각한 단계를 지칭한다. 말초동맥질환은 흡연, 고혈압, 당뇨 등 다양한 원인에 의해 악화하며 궤양이나 발끝이 썩어 들어가는 중증하지허혈로 발전하게 된다. 현재 중증하지허혈과 같은 말초동맥폐색질환 치료제는 거의 없다. 이러한 질환의 치료를 위해서는 동맥우회술과 경피적 혈관성형술이 있으나, 수술의 위험성 및 치료효율의 감소 등의 문제점이 있다. 현행 치료기술의 한계를 극복하고, 허혈증상을 개선할 수 있는 줄기세포 3차원 미세조직체 기술은 기존 세포치료기술과의 차별성 및 독창성을 지니고 있다. KIST 김상헌 박사팀은 중증하지허혈 세포치료제를 개발하기 위해, 줄기세포가 접착할 수 있는 새로운 생리활성 단백질을 개발하고, 이 단백질을 시판되는 배양접시에 간편하게 코팅하여 줄기세포를 3차원 스페로이드(Spheroid) : 다수의 세포가 덩어리 형태로 뭉친 세포 원형 집합체 스페로이드로 배양시켰다. 배양된 스페로이드를 주사제와 혼합하여 중증하지허혈 질환자의 환부에 주사하면 염증 억제 및 혈관 생성을 통해 환부의 통증 및 괴사를 억제하여 치료할 수 있다. 연구진은 후보 줄기세포치료제를 혈관이 완전히 제거된 실험용 쥐에 투여하여 다양한 재생효과를 검증한 결과, 기존의 방법에 비해 생체 내에서 주입한 줄기세포의 높은 생착율 및 혈관신생능력 뿐만 아니라, 염증에 의한 섬유화가 억제되어 우수한 조직재생 능력을 확인하였다. KIST 김상헌 박사는 “개발한 줄기세포 3차원 미세조직체는 간단한 제조공정과 세포 생착율 및 혈관신생이 우수하고, 허가가 다소 쉬운 성체줄기세포를 활용한 것으로 치료제로서 상용화에 가장 근접해 있다고 할 수 있다.” 그리고 “본 기술은 성체줄기세포뿐만 아니라 역분화/배아줄기세포 유래의 다양한 세포에도 응용할 수 있고, 적응증도 넓힐 수 있는 원천기술로써 활용할 수 있다”라고 밝혔다. 이번 성과는 보건복지부(장관 박능후) 첨단의료기술개발사업 지원으로 KIST와 ㈜에스바이오메딕스가 공동연구를 통해 개발한 ‘스페로이드 형태의 성체줄기세포 집합체’를 이용한 중증하지허혈 세포치료제 이며, 임상시험 승인은 국내에서 첫 번째 사례이다. 이번 임상시험은 말초동맥 협착 및 폐색 질환에 의한 중증하지허혈 환자를 대상으로 24주간 안전성 및 유효성을 평가하기 위한 연구로 삼성서울병원 혈관외과에서 올해 상반기부터 시행될 계획이다. <그림설명> [그림 1] KIST에서 개발한 기능 강화 줄기세포 스페로이드 배양법 및 줄기세포치료제의 치료 모식도

- RNA 면역증강제를 활용한 메르스 바이러스 백신 개발, 영장류 효과 확인 - 동일 계열인‘코로나 19’바이러스에 대한 안전한 백신 조기개발 기대 2015년 우리나라 전역을 공포로 뒤덮은 메르스는 2019년 발생한 코로나 19 (질환: COVID-19, 바이러스: SARS-CoV2)와 같은 계열의 코로나 바이러스(메르스 코로나 바이러스, MERS-CoV)에 의해 발병했다. 최근 국내 연구진이 메르스 코로나 바이러스에 대해 RNA 기반의 면역증강제를 활용한 새로운 백신 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 영장류 실험을 마쳤으며, 현재 전 세계에 걸쳐 시급한 백신 개발이 요구되는 코로나 19에 적용이 가능할 것으로 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 뇌의약연구단 금교창 단장, 방은경 박사 연구팀은 가톨릭대학교(가톨릭대, 총장 원종철) 남재환 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 RNA 기반의 백신 플랫폼에 대한 연구결과를 발표했다. 이 백신 플랫폼은 RNA를 면역증강제로 활용하고, 이 RNA를 안정적으로 유지시키는 화합물 및 코로나 바이러스가 숙주에 침투하는 스파이크 단백질(spike, 침투돌기 단백질)로 구성되어 있다. 이번 새로운 백신 플랫폼을 통해 동일한 바이러스 계열인 코로나 19 치료용 백신 개발에 활용될 것으로 기대된다. 최근, 우수한 안전성을 지녔다고 평가받는 단백질 기반 백신이 주로 개발되고 있다. 그러나 이러한 단백질 기반의 백신은 항체 생산의 세포에 대한 면역유도가 약하여 균형 잡힌 면역반응을 위해 반드시 안정성 높은 면역증강제를 사용해야 한다. 공동연구진은 가톨릭대학교 연구팀에서 면역증강제로 개발한 귀뚜라미 마비증세를 유발하는 바이러스의 RNA와 KIST 연구진이 개발한 아연 금속을 활용한 RNA 안정제를 혼합한 후, 코로나 바이러스 스파이크 단백질과 함께 면역하였다. 그 결과 실험 쥐를 대상으로 1회 접종만으로도 충분한 방어 면역 효능(치사량 바이러스 공격에 100% 방어효능을 보임)을 보였으며, 영장류인 마카큐 원숭이에서도 높은 중화항체(80% 억제 기준으로 1:2,560 희석배수)를 유도하여 코로나바이러스의 감염을 억제할 수 있음을 확인하였다. 이렇게 RNA 면역증강제와 안정제를 함께 면역하면 기존에 활용되고 있는 단백질 기반 백신이나 불활화 백신 등 대부분의 백신 타입에 적용할 수 있기 때문에 넓은 활용 가능성을 보여주고 있다. 공동연구진은 국제백신연구소 송만기 박사팀에서 코로나바이러스 스파이크 단백질을 제공받았고, 전북대학교 이상명 교수팀에서 바이러스 감염을 막을 수 있는 항체량( 중화항체가 : 항원 혈청의 단위용량에 포함되어있는 바이러스 감염을 억제할 수 있는 항체량의 측정값 중화항체가) 측정 및 바이러스 공격 실험을 진행했으며, 한국생명공학연구원 국가영장류센터 홍정주 박사팀에서 영장류(원숭이) 면역을 조사하였다. KIST 금교창 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA를 활용한 단백질 기반 백신은 동일 계열인 코로나 19의 백신 개발에 신속히 적용할 수 있다는 장점이 있다.”라고 밝혔으며, 가톨릭대 남재환 교수는 “최근에 보고되는 핵산(DNA 혹은 RNA) 기반 백신은 실제 백신 제품으로 생산되어 대규모로 임상에 적용되어 본적이 없다. 그러나 본 연구에서 개발된 백신은 이미 안전성이 검증된 단백질 백신을 기반으로 하여 RNA를 면역증강제로 첨가한 새로운 백신 플랫폼이기 때문에 좀 더 안전한 백신 개발이 가능할 것으로 전망한다.”라고 밝혔다. 현재, 가톨릭대학교 연구팀은 동일한 백신 플랫폼을 활용하여 코로나 19 치료용 백신과 중증열성혈소판감소증후군 예방용 백신을 개발 중(연구비 지원 : ㈜삼광랩트리)이며, 공동 연구팀과 함께 SK 바이오사이언스와 컨소시엄을 구성하여 코로나 19 예방용 백신 개발을 진행 중이다. 이 연구는 보건복지부(장관 박능후) 지원으로 감염병위기대응백신기술개발 사업, 과기정통부(장관 최기영) 지원의 KIST 주요사업, 차세대신약기반기술개발사업 등으로 수행되었다. 이 연구 결과는 화학분야 저명 저널인 ‘Angewandte Chemie’ (IF : 12.257, JCR 분야 상위 9.593%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Nanoformulated Single-stranded RNA-based Adjuvant with a Coordinative Amphiphile as an Effective Stabilizer to Induce a Humoral Immune Response by Activation of Antigen presenting Cells - (제 1저자) 한국과학기술연구원 방은경 선임연구원 - (제 1저자) 가톨릭대학교 박효정 연구교수, 고해리 연구원 - (제 1저자) 한국생명공학연구원 홍정주 선임연구원 - (제 1저자) 전북대학교 이상명 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 금교창 책임연구원 - (교신저자) 가톨릭대학교 남재환 교수 <그림설명> [그림 1] 스파이크(항원) 단백질, RNA 면역증강제, 그리고 아연 착화합물 기반의 RNA 안정화제로 이루어진 백신 플랫폼은 바이러스 표면의 스파이크 단백질에 대한 항체 생성 효율을 높여 면역을 형성한다.

- 대면적화와 패턴 제조기술 개발, 향후 늘어나는 디스플레이 등에 응용 - 휘어있는 은 나노와이어 네트워크의 신축 기판 위 범용 제작 기술 개발 국내 연구진이 휘어지고, 늘어나기도 하는 투명전극의 대형화에 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 광전하이브리드연구센터 이상수, 손정곤 박사 연구팀이 높은 투명도에서도 신축성과 전기전도성을 유지할 수 있는 은 나노와이어 전극을 A4용지 크기 이상의 대면적으로 제작하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 투명전극은 전기가 흐르는 전극이면서 투명하므로 태양전지, 터치스크린 기반의 디스플레이 장치 등에 필수적인 요소이다. 현재 상용화되어 활용되고 있는 것은 인듐주석산화물(ITO) 기반의 투명전극인데, ITO기반의 투명전극은 금속 산화물 성분이기에 유연성이 매우 낮아, 향후 휴대형 전자기기의 주류를 이룰 것으로 예측되는 플렉서블 및 웨어러블 기기에는 활용할 수 없어 유연성이 특화된 새로운 투명전극 개발이 필요하다. 은 나노와이어는 단면 지름이 수십 나노미터인, 가늘고 긴 막대 형태의 은(Ag) 성분의 나노소재이다. 매우 미세한 크기로 인해 외부에서 가해지는 힘에 따라 구부러질 수 있으며, 은 고유의 뛰어난 전기전도성과 함께 나노와이어가 엉켜있는 형태인 나노 네트워크를 구성하여 투명도 높은 필름을 만들 수 있어서, 차세대 유연 투명전극 소재로 주목받고 있다. 하지만, 은 나노와이어는 구부러질 수 있어서 유연하기는 하지만 늘어나는 소재로 활용할 수는 없었다. 기존 유연전극 연구그룹들은 신축성 기판을 늘려놓은 뒤 그 위에 은 나노와이어를 배치한 후 원래 크기로 돌려놓는 과정을 통해 구부러진 구조의 은 나노와이어를 구현하는 연구를 진행해 왔지만, 이 경우 늘임-이완을 몇 회만 반복해도 쉽게 끊어진다. 이를 보완하고자 나노와이어의 양을 증가시켜 높은 밀도의 나노와이어 네트워크를 제작하면 나노와이어가 부분적으로 끊어지더라도 전기적 연결이 계속 유지되도록 할 수 있어서 신축 전극으로 활용할 수 있으나, 이 경우에는 투명도가 크게 저하되기에 투명도와 전도도를 동시에 가지면서 신축 변형이 가능한 투명전극을 제조하는 것은 매우 어려웠다. KIST 이상수, 손정곤 박사팀은 미리 늘려놓은 기판 위에 나노와이어를 배치한 다음 늘어난 기판을 다시 이완시킬 때 나노와이어가 부러지거나 손상되는 현상을 극복하고자 나노와이어 네트워크에 용매를 접촉한 상태에서 늘임-이완을 진행하는 공정을 새롭게 제안하였다. 용매에 접촉하면 나노와이어가 젖으면서 나노와이어 사이의 마찰 저항이 감소하게 되어 기판과 함께 안정적으로 변형될 수 있게 되어, 나노와이어 네트워크가 부러지거나 나노와이어 층이 벗겨지는 불안정한 상태가 만들어지지 않을 수 있었다. 이렇게 제조된 은 나노와이어 네트워크 필름은 50% 이상 늘어날 수 있었으며, 5000번 이상의 반복적인 늘임에도 투명성과 전도성을 안정적으로 유지했다. 또한, 마찰저항을 경감시키는 용매로서 에탄올 등과 함께 물이 좋은 결과를 보임으로써 저렴하고 친환경적인 공정의 구성이 가능함을 입증하였다. KIST 연구진은 개발된 제작 공정으로 A4 종이 크기의 기판에도 휘어있는 은 나노와이어 네트워크 필름을 형성 할 수 있었고, 이를 통해 어른 손바닥 크기의 신축성 투명 디스플레이를 구현할 수 있었다. 다양한 기계적 변형을 가함에도 불구하고 디스플레이 소자의 발광효율은 일정하게 유지되었으며 빛을 내는 발광체 층 이외에는 모두 투명한 투명 디스플레이로서의 적용 가능성 또한 입증하였다. KIST 이상수 박사는 “본 연구를 통해 개발된 휘어있는 은 나노와이어 신축 투명전극 제작 기술은 어떠한 변형에도 전기전도도가 변하지 않는 특성을 가진다.”라고 밝혔으며, KIST 손정곤 박사는 “대면적화 양산 공정에도 사용될 수 있으므로 고기능성 스마트웨어를 포함한 웨어러블 전자기기 산업 및 의료기기 분야에 새로운 파급력을 가져올 것으로 기대한다.”라고 연구의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원 사업으로 수행되었다. 이번 연구결과는 소재 분야 최고 권위지인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 15.621) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Buckling Instability Control of 1D Nanowire Networks for a Large-Area Stretchable and Transparent Electrode - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김병수 박사 (현재, U. Michigan Postdoc) - (제 1저자) 한국과학기술연구원 권현정 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 권효원 석사 (현재, LG Display) - (교신저자) 한국과학기술연구원 이상수 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손정곤 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 기존의 미리 잡아당기는 방법을 사용하여 탄성체 기판에서 은 나노와이어를 코팅시 용매 접촉을 했을 때와 안했을 때 만들어지는 구조의 도식 이미지와 전자 현미경 사진. 직선으로 곧은 나노와이어 네트워크와 뾰족하게 접혀지고 깨진 나노와이어 네트워크, 마지막으로 물을 통해서 형성되는 큰 곡률반경으로 굽어진 은나노와이어 네트워크 [그림 2] 큰 곡률반경으로 휘어있는 은 나노와이어 네트워크 기반 신축 투명 전극을 기반으로 한 KIST 로고 패턴의 ZnS:Cu 기반 신축/투명 교류 전자 발광 (ACEL) 장치의 도식 이미지 및 사진 이미지. 신축성 및 투명한 ZnS:Cu ACEL 소자의 전자 발광 이미지 및 40% 인장시 및 비틀림 및 롤링을 포함한 다양한 기계적 변형에서 작동하는 사진 이미지

- 마그네슘을 투입하여 해수담수화 분리막 오염을 억제하는 공정 개발 - 해수담수화 안정성을 확보하여 공정 효율 및 분리막 수명 연장 기대 국내 연구진이 바닷물로부터 염분과 용해 물질을 제거하여 식수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 해수담수화 기술에 사용되는 분리막의 오염을 억제하는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 물자원순환연구센터 정성필, 이석헌 박사팀은 해수담수화 기술 중 하나인 막증류 공정에 적용 가능한 분리막이 오염되거나 젖지 않도록 하는 마그네슘 투입 전처리 공정을 개발했다고 밝혔다. 해수담수화 기술 중 하나인 막증류 공정은 해수를 가열하여 발생된 수증기를 소수성 분리막을 통과시켜 해수와 수증기를 분리한 후 응축하여 담수를 생산하는 기술이다. 막증류 공정에서는 분리막 표면에서 막오염이 발생하며, 막증류 공정에서의 독특한 현상인 막젖음이 발생한다. 막 오염에 의하여 담수 생산 속도가 감소하거나, 분리막의 교체 주기가 짧아지는 경우 담수 생산 비용이 증가되는 문제점이 있었다. KIST 연구진은 막증류 공정을 모니터링하여 탄산칼슘(CaCO3)과 황산칼슘(CaSO4) 결정이 분리막 표면에 형성되는 것이 막오염의 주요 원인임을 확인하였다. 또한, 탄산칼슘은 운전 초기부터 형성되어 분리막의 부분 막젖음을 유발하고, 황산칼슘의 형성은 완전한 막젖음을 발생시켜 운전 중단을 유발함을 규명하였다. 해수담수화 공정에서 칼슘계 결정에 의한 막오염을 방지하기 위하여 스케일방지제(anti-scalant)가 대표적으로 적용되어 왔으며, 막증류 공정의 전처리 공정으로써 화학적 연수화(軟水化) 기술이 적용된 사례도 보고되고 있다. 하지만, 스케일방지제를 사용하는 경우, 유기물인 스케일방지제가 유입수의 표면장력을 낮춰 막젖음의 발생 가능성을 증가시킨다는 보고가 있다. 또한, 화학적 연수화 기술을 적용하는 경우, 연수화 과정에서 형성된 결정들을 제거하기 위한 대규모 침전 공정이 추가로 필요한 어려움이 있다. KIST 정성필 박사팀은 바닷물에 마그네슘을 투입하는 전처리 공정을 최초로 제안하였다. 마그네슘은 바닷물 속에 존재하는 탄산 및 황산이온과 결합하려 하므로, 탄산칼슘 및 황산칼슘의 형성을 막아 분리막 오염이 효과적으로 지연되는 것으로 확인되었다. 또한, 투입되는 염화마그네슘(MgCl2)이 무기물질이기 때문에 소수성 분리막의 안정성(막젖음에 대한 저항성)도 확보할 수 있었다. KIST 정성필 박사는 “소수성 분리막의 안정성이 확보되어 담수화 효율이 높아지고 분리막의 수명이 연장될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 말하며, “무기물 기반의 친환경 전처리가 막 증발 공정 뿐 아니라 다양한 해수담수화 공정에서 적용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 환경부(장관 조명래) 플랜트연구사업과 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원 하에 KIST 주요사업으로 수행되었으며, 연구결과는 ‘Water Research’ (IF : 7.913, JCR 분야 상위 0.549%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Retardation of wetting for membrane distillation by adjusting major components of seawater - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김혜원 연구원(박사과정) - (교신저자) 한국과학기술연구원 정성필 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이석헌 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 마그네슘이 추가 전처리가 적용된 경우, 막 증류 공정 분리막의 막오염이 제어되는 기작 개요도

- 박막 촉매 삽입 기술로 섭씨 600도 이하 에서 부탄연료 고성능 획득 - 휴대용 연료를 사용하는 세라믹 연료전지 응용범위 크게 넓혀 국내 연구진이 휴대가 용이한 부탄연료를 사용할 수 있는 고성능 세라믹 연료전지를 개발하여 상용화 가능성을 크게 높였다. 고온의 작동조건 탓에 대형 발전용으로만 활용이 가능할 것으로 여겨져 온 세라믹 연료전지의 응용 범위가 전기차·로봇·드론 등 소형 이동수단으로도 확대될 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 에너지소재연구단 손지원 박사팀이 600°C 이하의 중저온 영역에서 작동하는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 고온형 연료전지의 대표격인 세라믹 연료전지는 통상 800℃ 이상의 고온작동이 특징적이다. 이 덕분에 저온형 연료전지인 고분자전해질 연료전지 등이 낮은 열역학적 활성도를 보완하기 위해 고가의 백금 촉매를 사용하는 것과 달리, 니켈과 같은 값싼 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 고순도 수소 외에 LPG, LNG 등 다양한 연료를 쓸 수 있다는 게 큰 장점이다. 하지만 역설적으로 고온작동에는 비싼 소재와 제조 기술이 필요하다. 고온작동의 특성상 시동-정지-재가동에 시간이 오래 걸리는 점도 대형 발전용 외의 응용 가능성을 낮추는 요인이 됐다. 이에 따라 전 세계적으로 작동온도를 낮추면서도 성능의 손실이 없는 박막기반 세라믹 연료전지에 대한 연구가 활발히 이어졌다. 문제는 작동온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 있는 세라믹 연료전지의 장점이 사라진다는 것이다. 세라믹 연료전지의 니켈(Ni) 촉매는 메탄, 프로판, 부탄 등 일반적인 탄화수소계 연료를 낮은 온도에서 사용 시 연료를 변환한 후 생성되는 탄소가 표면에 쌓이면서 촉매 성능이 기하급수적으로 떨어진다. 손지원 박사팀은 이런 문제를 전해질과 접하고 있는 연료극의 최 근접부위에 연료를 보다 손쉽게 변환할 수 있는 고성능의 2차 촉매를 박막공정으로 삽입하는 방법으로 해결했다. 기존 연료극 소재인 니켈-전해질 복합체 박막층과 2차 촉매 금속 박막층을 교차로 증착해 나노구조 특성은 그대로 유지하면서 2차 촉매가 균일하게 분포될 수 있도록 박막층의 두께와 층수를 최적화한 것이다. KIST 연구진은 저온에서 뛰어난 촉매활성을 가지는 것으로 알려진 팔라듐(Pd)과 루테늄(Ru), 구리(Cu) 등의 2차 촉매를 나노구조 연료극 내에 삽입하는 데 성공했다. 연구팀은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 부탄 연료를 사용해 중저온 작동온도 영역인 섭씨 500~600℃에서 새로 개발한 박막기반 세라믹 연료전지의 고성능 구동을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구결과는 저온에서 작동하는 세라믹 연료전지의 다양한 연료사용 가능성을 체계적으로 심도 깊게 파헤친 것”이라며 “그간 발전용으로만 여겨진 세라믹 연료전지를 보다 더 낮은 온도에서도 휴대용 연료로 작동이 가능하도록 해 다양한 수송 및 이동용 연료전지로 응용할 가능성을 확인했다”라고 연구의의를 설명했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 미래원천 과제, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 기후변화대응사업으로 수행되었다. 연구결과는 환경, 화학공학 분야의 국제학술지 ‘Applied Catalysis B - Environmental’ (IF : 14.229, JCR 분야상위 : 0.962%) 2020년 4월호에 게재되었다. * (논문명) Effect of secondary metal catalysts on butane internal steam reforming operation of thin-film solid oxide fuel cells at 500-600oC - (제1저자) 한국과학기술연구원 안 캠 티유 박사과정 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손지원 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 박막 SOFC에서의 부탄연료 사용 시 2차 촉매 삽입에 따른 연료전지 반응과 성능 [그림2] 섭씨 500~600도에서 삽입 촉매 별 부탄 연료작동 연료전지 성능. 특히 섭씨 500도에서는 루테늄과 구리 촉매가 사용된 경우 Ni만 사용한 경우의 약 1.5배의 성능이 얻어지며, 순수한 수소를 연료로 사용한 경우와 유사한 높은 성능이 얻어짐

- 벌집 모양의 그래핀/전극 소재를 아코디언처럼 구부린 구조로 신축성 확보 - 신축성 젤 전해질과 차단막까지 함께 개발, 향후 신축 웨어러블 전자기기에 응용 국내 연구진이 단단하지 않고 유연하여 늘릴 수 있는 리튬 이온 배터리를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 광전하이브리드연구센터 손정곤 박사 연구팀은 신축성이 없는 기존의 배터리 전극이 늘어날 수 있도록 전극 소재만으로 신축성 구조체를 제작하고 신축성 젤 전해질과 패키징을 결합시켜 신축성을 가지면서도 높은 용량을 가지는 리튬 이온 배터리를 제작했다고 밝혔다. 전자 산업의 급속한 발전으로 스마트 밴드와 같은 고성능 웨어러블 기기나 몸속에 삽입하는 페이스메이커와 같은 이식형 전자기기의 시장이 빠르게 커짐에 따라 에너지를 저장하는 부분도 몸의 피부나 장기와 비슷하게 말랑말랑하고 늘어나는 형태로 만들어질 필요성이 크게 높아지고 있다. 하지만 기존의 배터리는 단단한 무기물 형태의 전극 소재가 부피 대부분을 차지하고 있어 늘어나게 만드는 것이 매우 힘들고, 전하를 뽑아 전달하는 집전체와 분리막 등 다른 구성 요소들도 늘어나야 하며 액체 형태의 전해질이 새는 문제도 해결해야 하므로, 늘어나는 배터리를 구현하는 기술은 매우 어려운 것으로 알려져 있다. KIST 손정곤 박사 연구팀은 신축성이 없는 소재에서 구조적으로 신축성을 가지는 아코디언의 구조에 주목하여, 안쪽으로 구부러진 마이크로 크기의 벌집 모양 전극 구조체를 제작하고자 하였다. 입자 형태의 단단한 배터리 양극/음극 활성 소재 각각을 잘 잡아 주면서도 전도성이 매우 높은, 보자기 역할을 하는 원자 두께의 그래핀과 나노 크기의 노끈인 탄소 나노튜브를 복합화하여 벌집 구조의 뼈대를 제작했다. 이렇게 만든 벌집 모양의 활성 소재/그래핀/탄소나노튜브 복합 구조체를 김밥을 말 듯 압축하는 공정을 통해 아코디언처럼 굽어지게 하여 늘어날 수 있게 했다. 연구진이 개발한 전극은 신축성을 위해 별도의 고무와 같은 에너지 저장에 의미 없는 소재를 첨가한 것이 아닌, 모든 소재가 에너지 저장과 전하 전달에 참여한다. 이 배터리는 기존의 늘어나지 않는 배터리 수준의 우수한 에너지 저장 용량(5.05 mAh/cm2)을 보였다. KIST 연구진은 제작한 구조체에 신축성 젤 전해질과 공기와 수분을 차단하며 전해질이 새지 않게 하는 늘어나는 패키징 소재를 같이 조립하였다. 이를 통해 배터리를 구성하는 모든 부분에서 50% 이상의 높은 신축성 및 500번 이상의 반복적인 잡아당김에서도 성능을 유지하는 기계적 안정성을 확보하면서도, 공기 중에서의 장기 안정성까지 확보한 신축성 리튬 이온 배터리 개발에 성공했다. KIST 손정곤 박사는 “본 연구를 통해 개발한 신축성 리튬 이온 배터리는 최근 웨어러블이나 신체 부착형 소자 개발에서 신축성을 가지는 에너지 저장 시스템으로서 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 연구내용은 나노기술 분야 국제적 과학 전문지인 ‘ACS Nano’ (IF:13.903)최신호에 게재되었다. * (논문명) Stretchable Lithium-Ion Battery Based on Re-Entrant Micro-Honeycomb Electrodes and Crosslinked Gel Electrolyte - (제1저자) 한국과학기술연구원 강슬기 석사과정(현, 전자부품연구원) - (제1저자) 한국과학기술연구원 홍수영 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 손정곤 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 그래핀 용액을 얼음 기둥을 통해 그래핀 벌집 구조체를 제작한 후에, 이를 김밥을 마는 듯한 전방향 압축 공정을 통해 안쪽으로 굽어진 늘어나는 배터리 전극 구조체를 제작하고 신축성 젤 전해질과 신축성 패키징을 통해 신축성 배터리를 제작하는 공정에 대한 모식도 [그림 2] (a) 신축성 배터리 전극, 신축성 젤 전해질 및 부틸 고무 패키징에 기초한 모든 구성 요소가 늘어나는 신축성 배터리의 조립 된 셀의 개략도. (b) 0%에서 50%까지 다양하게 변형을 가하는 환경과 오랜 충방전 실험 하에서도 큰 특성 변화가 없는 신축성 배터리의 에너지 저장 용량 (c) 0%와 50 % 변형을 반복적으로 500번 수행하였을 때 측정된 저장 용량 변화. (d) 신축성 배터리에 의해 연신 및 신축 된 (50 % 변형률) 상태로 작동되는 발광 다이오드 전구의 사진

- KIST의 개인기반전파모형 툴킷으로 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 수행 - 현재 코로나19 확산의 저감을 위해 사회적 거리두기를 강력 실천해야 - 다양한 정책들의 의사결정에 활용 가능, 완화전략의 모델로 활용 기대 현재 코로나 19의 확진자 추이와 지역별 감염현황이 전 국민의 관심 속에 있다. 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 계산과학연구센터 김찬수 연구팀(정보·머신러닝·금융경제 연구실)와 손 잡고 8년여 전부터 개발해온 개인기반의 전파 시뮬레이션 툴킷(Toolkit)인 KIST(KIST’s Individual Simulation for Transfer phenomena)를 활용하여 코로나-19 감염병의 확산과 사회적 거리두기(social distancing) 정책의 의미를 계산하고 평가했다고 밝혔다. 영국을 비롯한 해외에서는 이러한 시뮬레이션 도구들을 활용하여 감염병 등의 전파 및 확산을 계산하여, 완화 전략을 개발하고 그 효과를 평가하는 등 정책 의사결정 전반에 활용되어 왔다. 이러한 몇몇 연구들이 국내에서 제안되어 왔지만, 빅데이터를 구축하기가 어렵고 긴 시간의 투자가 요구된 탓에 개발이 쉽지 않아, 정책 의사결정에 적극적으로 활용되어 오지 못했다. 그러나 KIST에서는 장기적인 안목으로 이러한 연구와 응용수학적 과학기술의 성장을 지원해왔다. 이번 코로나 19(COVID-19)의 확산 추이 분석을 위해 KIST 연구진은 자체 개발하여 보유중인 고유의 툴킷에 사람들의 성별, 나이, 직장과 이동 등의 빅데이터를 입력하고 과기정통부의 협조를 받아 향후 확산을 예측하고 완화정책의 실효성을 계산했다. 연구진은 5천만 명의 데이터를 기초로 ‘시뮬레이션 개인’ 들을 생성하여, 슈퍼컴퓨터 상에서 이들이 국내 지리 정보 하에서 움직일 수 있도록 하여 시뮬레이션을 수행했다. 해당 연구팀이 2013년부터 개발·개선해온 ‘KIST 툴킷’은 대개 S-(E)-(L)-I-R (Susceptible-Exposed-Latent-Infected-Recovered) 등으로 구성된 ‘인구 덩어리’ 미분방정식 모형이 가지는 감염 역학적 의미를 포함하면서, 행위자의 개념을 도입한 개인 기반 전파 시뮬레이션 도구이다. 각 개인의 상태(S-E-L-I-R 및 Q(Quarantined))와 ‘장소’ 등에 기초하고 있으므로, 이들이 상호작용하는 ‘공간’이 명시적으로 포함된다. 따라서 이번 시뮬레이션은 지역별로 감염자를 집계할 수 있다. 또한 개인의 ‘행동’이 미치는 영향에 대해서도 거대 규모로 계산이 가능하다. KIST 연구진은 본 계산들의 결과로, 코로나 19의 확산방지를 위해서 적극적으로 시행되고 있는 「강력한 사회적 거리두기」를 실천할 경우, 매우 긍정적인 효과가 있다는 것을 관찰하였다. 아울러 학교를 비롯한 여러 생활공간에서도 마스크를 제대로 착용하는 일뿐 아니라 ‘손 씻기’를 생활화할 경우, 괄목할 만한 정도의 사회적 방역 및 감염완화 효과를 기대할 수 있다는 결과가 도출되었다. 연구진은 코로나 19 확산의 여러 상황들을 사전에 이미 시뮬레이션 해보았다. KIST 툴킷을 통해 시의성 높은 정책들을 반영하고 그 효과를 평가하는 것이 더 중요하다고 판단했다. KIST 툴킷의 시뮬레이션 결과는 해외에서 유입되는 감염자들이 명시적으로 반영되지 않았음에도 불구하고, 코로나19의 확산 현황과 완화전략에 담긴 의미를 파악할 수 있다. 현재, 연구진은 해외에서 유입되는 감염자 개인들을 포함하여, ‘세 번째 피크’의 발생가능성 등을 포함한 그 사회적 영향을 시뮬레이션하고 있다. 동 계산에는 협력체계를 구축한 KT로부터 확보된 빅데이터가 포함된다. 또한 4인 이상 그룹의 접촉을 원천 차단하는 「사회적 거리두기」 정책 영향도 계산될 것이다. KIST의 김찬수 연구원은 “개인에 기반한 본 툴킷은 개인의 행동에서 비롯되는 사회적 현상을 바라볼 수 있고, 이를 통해 해석적 계산이 쉽지 않은 비선형 복잡계를 수치해석의 입장에서 해석 가능하다는 장점이 있다”며, “지속적으로 개발되어 온 덕에 개인에게 부과할 수 있는 다양한 정책들을 실험하고 평가해 볼 수 있는 좋은 테스트베드가 될 것”이라고 평했다. 또한 “‘답을 맞춰야만’하는 것이 아니라 정책과 같은 외부 요인의 유입이 ‘어떠한 변화’를 만들어내는 것을 탐구하는 것이 바로 시뮬레이션의 의미”라고 강조했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 KIST 주요사업과 KIST Economic & Social Simulation Research Initiative 과제, Open Research 사업, 드림프로젝트 등의 연구 사업으로 수행되었다. <그림설명> [그림 1] (02/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「사회적 거리두기」의 시행 효과 (2.25 결과) 먼저, 「아무런 정책이 없는」 경우와 「보통의 사회적 거리두기」가 있는 경우를 계산하였다. 한국이 시행하고 있는 수준의 사회적 거리두기 등의 조건에서 일일 감염자는 2월 29일쯤 절정에 달할 것으로 보여졌고, 실제 일일 확진자의 통계 추이와 상당히 유사한 결과로 나타났다. [그림 2] (03/05 시뮬레이션 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 「강력한 사회적 거리두기」의 실천이 요구됨 (3.5 결과) 비교적 「강력한 사회적 거리두기」의 시행 후 일반적인 정책 효과를 계산한 결과, 국민의 20 % 이상의 감염자가 줄어들 수 있음이 드러났다. 이미 감소세에 있는 현재의 추이는 사회적 거리두기, 손 씻기, 마스크 쓰기, 공간 방역 조치 등의 정책을 지속적이고 안정적으로 시행할 경우 계속 유지될 가능성이 높은 것으로 나타났다. [그림 3] (03/16 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 사회적 거리두기, 마스크 착용, 손 씻기 등에 대한 선별적, 복합적 수행 시의 차이를 나타낸 그래프 (3.16 결과) 「손 씻기」 에 대한 중요도도 평가가 가능했다. 마스크를 착용하고 사회적으로 거리를 두더라도, 손 씻기 등 개인위생을 철저히 한다면 사회적 감염의 확산을 방지하는 데 매우 긍정적인 결과를 도출할 것으로 예상된다. [그림 4] (03/25 결과) (x축은 시간, y축은 일일 감염자 수) 개학 후 급속한 감염자 수 증가로 비대면 접촉 상황 유지가 필요함을 보여주는 결과 (3.25 결과) 본 결과의 포인트는 4월 6일 개학이 코로나 19의 확산에 어떠한 영향을 미치는지를 나타낸다. 개학을 할 경우, 감염자가 급속히 증가하는 소규모의 피크가 나타난다. 3의 결과와 함께 해석하면, 학생들이 공동체 생활을 시작할 경우 「사회적 거리두기」를 유지하며, 「마스크 제대로 쓰기」와 「손 씻기」를 비롯한 강력한 방역조치들을 시행할 필요가 있다는 점 또한 시사(示唆)하고 있다.